金剛石為什么最堅(jiān)硬
金剛石俗稱“金剛鉆”。[1]純凈的鉆石既所謂的金剛石,金剛石是一種天然礦物,是鉆石的原石。鉆石是在地球深部高壓、高溫條件下形成的一種由碳元素組成的單質(zhì)晶體。在金剛石晶體中,碳原子按四面體成鍵方式互相連接,組成無(wú)限的三維骨架,是典型的原子晶體。每個(gè)碳原子都以sp3雜化軌道與另外4個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵,構(gòu)成正四面體也就是我們常說(shuō)的鉆石,它是一種由純碳組成的礦物。金剛石是自然界中最堅(jiān)硬的物質(zhì)。金剛石的用途非常廣泛。人類文明雖有幾千年的歷史,但人們發(fā)現(xiàn)和初步認(rèn)識(shí)鉆石卻只有幾百年,而真正揭開鉆石內(nèi)部奧秘的時(shí)間則更短。鉆石的文化源遠(yuǎn)流長(zhǎng),如今人們更多地把它看成是愛情和忠貞的象征。
金剛石
金剛石為什么最堅(jiān)硬?
黑黝黝的石墨和亮閃閃的金剛石是同胞兄弟,都是存在于自然界中的純碳,只是它們的“相貌”和“性格”大不相同,石墨的質(zhì)地非常軟,而金剛石則是所有礦物中最硬的。原來(lái),石墨分子中的碳原子是一層一層排列的,每層原子之間的結(jié)合力很小,就像一副疊起來(lái)的撲克牌一樣,很容易滑動(dòng)、散開。金剛石的碳原子卻是交錯(cuò)整齊地排列成立體結(jié)構(gòu),每個(gè)碳原子都緊密地與其他4個(gè)碳原子直接連接,構(gòu)成一個(gè)牢固的結(jié)晶體,因而顯得特別堅(jiān)硬。天然金剛石產(chǎn)量很少,一般都隱居在地球深處,只有在非常高的溫度和巨大的壓力之下, 地下熔巖里的碳才有可能經(jīng)過(guò)天然結(jié)晶的過(guò)程形成貴重的金剛石。由于天然金剛石產(chǎn)量少,所以價(jià)格昂貴。人們通常就利用高溫高壓來(lái)制造人造金剛石。
金剛石為什么最堅(jiān)硬
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